乙炔炭黑湿法造粒系统的制作方法

1.本实用新型属于导电炭黑生产技术领域，特别涉及一种乙炔炭黑湿法造粒系统。


背景技术：

2.乙炔炭黑（又称乙炔黑，acetylene black）是由碳化钙法或石脑油(粗汽油)热解时副产气分解精制得到的纯度99%以上的乙炔,经连续热解后得到的炭黑。它与炉法炭黑相比其结晶及二次结构更为发达，故导电性和吸液性也更优良。由于重金属等杂质少，故自放电造成的损耗小，它主要用于镍氢电池负极，也可用于超级电容器，做导电体。
3.为便于运输，且提高乙炔炭黑的综合性能，以使得乙炔炭黑能够被广泛应用于新型铅酸电池、一二次锂电和超高压电缆等领域，需要对乙炔炭黑进行造粒。由于乙炔炭黑的高结构性，使得干法造粒工艺难以实现。湿法造粒工艺是目前乙炔炭黑造粒的主要技术，例如，公开号为cn104371380a的中国发明专利公开了一种炭黑湿法造粒的方法以及一种炭黑湿法造粒的制造系统，并具体公开了由定量喂料机输出的炭黑粉末料连续进入高速搅齿造粒机，与同时由粘结剂供给系统输入的粘结剂在造粒机内充分接触，实现混合、成粒、球化、致密等过程。
4.上述炭黑湿法造粒的方法以及一种炭黑湿法造粒的制造系统采用乙炔裂解过程中所产生的含氢尾气作为燃料，通过热风炉产生的热风对来自耙齿造粒机的粒状乙炔炭黑进行干燥，热风与粒状乙炔炭黑换热后，被排入大气。然而，经与粒状乙炔炭黑换热后的热风的温度依然高达80℃-110℃，直接排放，将造成热能的浪费，且易造成热污染。


技术实现要素：

5.基于此，本实用新型提供一种乙炔炭黑湿法造粒系统，以解决现有技术中存在的粒状乙炔炭黑干燥后，热风直接排放导致的热能浪费，且易造成热污染的技术问题。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种乙炔炭黑湿法造粒系统，包括：
8.造粒单元，所述造粒单元包括第一耙齿造粒机，所述第一耙齿造粒机的外侧设置有第一保温夹套，所述第一保温夹套连接有第一热介质进料管；以及
9.干燥单元，所述干燥单元包括干燥转筒及热风发生器，所述干燥转筒的外侧设置加热腔，所述干燥转筒能够在所述加热腔内转动；所述热风发生器的出料端设置热风出料管，所述热风出料管连通所述加热腔的进料端；所述加热腔的出料端连接所述第一热介质进料管。
10.优选地，所述加热腔内设置第一隔板及第二隔板，所述第一隔板与所述第二隔板将所述加热腔分割为从前向后排列的第一加热段、第二加热段及第三加热段；所述第一加热段与所述第二加热段通过第一管件连通，所述第三加热段与所述第二加热段通过第二管件连通；所述第二加热段连接所述热风出料管。
11.优选地，所述第一管件上还设置有第一热风补气管，所述第一热风补气管连接所
述热风出料管，所述第一热风补气管上设置第一热风补气阀；所述第二管件上还设置有第二热风补气管，所述第二热风补气管连接所述热风出料管，所述第二热风补气管上设置第二热风补气阀。
12.优选地，所述干燥转筒的外壁上环设有辅助加热层，所述辅助加热层与所述干燥转筒的外壁之间形成所述加热腔，所述辅助加热层能够向所述加热腔提供辐射热。
13.优选地，所述造粒单元还包括第二耙齿造粒机，所述第二耙齿造粒机的外侧设置有第二保温夹套，所述第二保温夹套连接有第二热介质进料管；所述第二热介质进料管连接所述加热腔的出料端。
14.优选地，所述第二耙齿造粒机上设置有浸润水进料管，所述浸润水进料管用于向所述第二耙齿造粒机内喷入浸润水。
15.优选地，所述浸润水进料管包括若干浸润水进料支管，若干所述浸润水进料支管的出口沿第二耙齿造粒机的物料输送方向排列设置。
16.优选地，所述浸润水进料管上设置有第二加热器及第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测浸润水的温度，所述第二加热器根据所述第二温度传感器反馈的浸润水的温度，调节输出功率。
17.优选地，所述第一耙齿造粒机上设置有造粒水进料管，所述造粒水进料管用于向所述第一耙齿造粒机内喷入造粒水。
18.优选地，所述造粒水进料管上设置有第一加热器及第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测造粒水的温度，所述第一加热器根据所述第一温度传感器反馈的浸润水的温度，调节输出功率。
19.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
20.设置造粒单元和干燥单元，其中，造粒单元包括第一耙齿造粒机，第一耙齿造粒机设置第一保温夹套，干燥单元通过热风发生器产生的热风对粒状乙炔炭黑进行烘干，热风与乙炔炭黑换热后，被通入所述第一保温夹套，以利用热风的余热对第一耙齿造粒机进行保温，减少乙炔炭黑在造粒过程中的热量损失，回收外排的热风中携带的热量，降低热污染风险。
附图说明
21.图1为一实施例的乙炔炭黑湿法造粒系统的设备流程示意图。
22.图2为一实施例的造粒单元的设备流程示意图。
23.图3为一实施例的干燥单元的设备流程示意图。
24.图中：乙炔炭黑湿法造粒系统10、造粒单元100、第一耙齿造粒机110、造粒水进料管111、造粒水流量控制阀1111、第一加热器112、第一温度传感器113、第一保温夹套120、第一热介质进料管121、第二耙齿造粒机130、浸润水进料管131、浸润水进料支管1311、浸润水流量控制阀1312、第二加热器132、第二温度传感器133、第二保温夹套140、第二热介质进料管141、干燥单元200、干燥转筒210、热风发生器220、热风出料管221、加热腔230、第一隔板231、第二隔板232、第一加热段233、第二加热段234、第三加热段235、第一管件236、第一热风补气管2361、第一热风补气阀2362、第二管件237、第二热风补气管2371、第二热风补气阀2372、第一调节阀238、第二调节阀239、辅助加热层240。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型的技术方案做进一步描述，本实用新型不仅限于以下具体实施方式。
26.需要理解的是，实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
27.一具体实施方式中，请参看图1，一种乙炔炭黑湿法造粒系统10，用于以乙炔炭黑粉末为原料，生产粒状乙炔炭黑。系统包括造粒单元100及干燥单元200。
28.所述造粒单元100包括第一耙齿造粒机110，所述第一耙齿造粒机110的外侧设置有第一保温夹套120，所述第一保温夹套120连接有第一热介质进料管121。
29.所述干燥单元200包括干燥转筒210及热风发生器220，所述干燥转筒210的外侧设置加热腔230，所述干燥转筒210能够在所述加热腔230内转动。所述热风发生器220的出料端设置热风出料管221，所述热风出料管221连通所述加热腔230的进料端。所述加热腔230的出料端连接所述第一热介质进料管121。
30.粉末状的乙炔炭黑原料被输送进入所述第一耙齿造粒机110中，并与造粒用粘结剂充分接触，完成混合、成粒、球化、致密等过程，得到的球状颗粒产品被输入所述干燥转筒210中。颗粒状的乙炔炭黑在所述干燥转筒210中，与通入所述加热腔230的热风进行热交换，颗粒状的乙炔炭黑中的水及粘结剂组分挥发，得到粒状乙炔炭黑。经与粒状乙炔炭黑换热后的热风从所述加热腔230的出料端被排入所述第一保温夹套120中，以为乙炔炭黑造粒过程提供热量，减少乙炔炭黑造粒过程的热量损失，同时，外排的热风中携带的热量被回收再利用，减少热能浪费，降低热污染风险。
31.请一并参看图2，一些具体实施方式中，为提高粒状乙炔炭黑的干燥效率，实现粒状乙炔炭黑先低温、再高温、然后低温的干燥工艺，所述加热腔230内设置第一隔板231及第二隔板232，所述第一隔板231与所述第二隔板232将所述加热腔230分割为从前向后排列的第一加热段233、第二加热段234及第三加热段235。
32.所述第一加热段233与所述第二加热段234通过第一管件236连通，所述第三加热段235与所述第二加热段234通过第二管件237连通。所述第二加热段234连接所述热风出料管221。
33.所述热风发生器220所产生的热风经所述热风出料管221首先进入所述第二加热段234，使得所述干燥转筒210内位于所述第二加热段234处获得相对较高的热场。经所述第二加热段234换热后的部分尾气被排出，部分尾气通过所述第一管件236、所述第二管件237分别进入所述第一加热段233和所述第三加热段235，以使得所述干燥转筒210内位于所述第一加热段233和所述第三加热段235处获得相对所述第二加热段234较低的热场，从而在所述干燥转筒210内形成低温-高温-低温的热场分布，从而利用滚筒干燥设备实现对造粒乙炔黑低温-高温-低温的干燥过程，满足造粒乙炔黑干燥的工艺需求。
34.进一步地，为能够调节所述干燥转筒210内位于所述第一加热段233、所述第三加热段235处的温度，所述第一管件236上设置第一调节阀238，所述第二管件237上设置第二调节阀239。通过所述第一调节阀238、所述第二调节阀239分别控制进入所述第一加热段233和所述第三加热段235内的热风的流量，从而控制所述干燥转筒210内位于所述第一加热段233、所述第三加热段235处的温度，实现干燥温度的可调控。
35.进一步地，所述第一管件236上还设置有第一热风补气管2361，所述第一热风补气管2361连接所述热风出料管221，所述第一热风补气管2361上设置第一热风补气阀2362。所述第二管件237上还设置有第二热风补气管2371，所述第二热风补气管2371连接所述热风出料管221，所述第二热风补气管2371上设置第二热风补气阀2372。
36.当来自所述第二加热段234的热风不足以满足所述第一加热段233、所述第三加热段235的干燥温度需求时，分别通过所述第一热风补气管2361、所述第二热风补气管2371向所述第一加热段233、所述第三加热段235补充温度较高的来自所述热风出料管221热风，以保证所述第一加热段233、所述第二加热段430处的干燥温度。
37.在一优选实施方式中，所述干燥转筒210的外壁上环设有辅助加热层240，所述辅助加热层240与所述干燥转筒210的外壁之间形成所述加热腔230，所述辅助加热层240能够向所述加热腔230提供辐射热。
38.正常工作状态下，所述辅助加热层240处于停机或者低温状态，依靠所述热风发生器220产生的热风对所述干燥转筒210进行加热。当所述热风发生器220不能正常工作时（例如，所述热风发生器220故障或所述热风发生器220的燃料气供给不稳定），开启所述辅助加热层240或使得所述辅助加热层240处于高温状态，依靠所述辅助加热层240对所述干燥转筒210进行加热，从而保障所述干燥转筒210的长时间稳定运行，降低由于工艺波动引起的产品质量不合格的概率。
39.例如，所述辅助加热层240为电辅助加热层，电辅助加热层内设置电加热丝。由于在正常工作状态下，所述辅助加热层240处于备用状态（停用或输出较低热功率），依靠所述热风发生器220产生的热风对所述干燥转筒210进行加热，因此，设备能耗较低。当所述热风发生器220不能正常工作时，所述辅助加热层240处于工作状态（输出较高的热功率），从而实现对所述加热腔230内的气体进行持续加热，最终在所述干燥转筒210内形成热场，从而保障了粒状乙炔黑干燥过程的稳定运行。
40.请一并参看图3，在一些具体的实施方式中，所述造粒单元100还包括第二耙齿造粒机130，所述第二耙齿造粒机130的外侧设置有第二保温夹套140，所述第二保温夹套140连接有第二热介质进料管141，所述第二热介质进料管141连接所述加热腔230的出料端。
41.在一些情况下，所述第二耙齿造粒机130用于对粉状乙炔炭黑进行造粒，如此则实现对粉状乙炔炭黑的两级造粒，提高粒状乙炔炭黑的强度。此时，经与粒状乙炔炭黑换热后的热风被同时送入所述第一保温夹套120和所述第二保温夹套140中，以对乙炔炭黑造粒过程进行保温，减少热能损失。
42.在另一些情况下，所述第二耙齿造粒机130用于对粉状乙炔炭黑首先进行浸润，此时，所述第二耙齿造粒机130设置在所述第一耙齿造粒机110的前端，所述第二耙齿造粒机130上设置有浸润水进料管131，所述浸润水进料管131用于向所述第二耙齿造粒机130内喷入浸润水。
43.粉状乙炔炭黑首先被输入至所述第二耙齿造粒机130中，通过所述浸润水进料管131，向所述第二耙齿造粒机130中喷入既定量的浸润水，粉状乙炔炭黑在第二耙齿造粒机130的作用下，一边向前推进，一边与浸润水混合，对粉状乙炔炭黑进行浸润。经浸润后的乙炔炭黑由所述第二耙齿造粒机130的出口端被输送进入所述第一耙齿造粒机110中，加入足量的造粒水，乙炔炭黑与造粒水充分接触，实现混合、成粒、球化、致密等过程，得到球状颗粒产品。球状颗粒产品经过干燥筛分后，得到粒状乙炔炭黑产品。
44.此时，经与粒状乙炔炭黑换热后的热风被同时送入所述第二保温夹套140中，以对乙炔炭黑浸润过程进行保温，减少热能损失。
45.在一些具体实施方式中，浸润水可以是不同温度状态的纯水，例如，浸润水可以是温度≥50℃的温水或热水，也可以是温度≥100℃的气态水，如低压、中压、高压或超高压蒸气。造粒水可以是不同温度状态的纯水，例如，造粒水可以是常温纯水、也可以是温度≥40℃的温水或热水。一方面用纯水作为浸润剂、粘结剂，实现乙炔炭黑的造粒，提高粒状乙炔炭黑的纯净度，另一方面，所制备的粒状乙炔炭黑粒径分布均匀。
46.在一个优选的实施方式中，所述浸润水进料管131包括若干浸润水进料支管1311，若干所述浸润水进料支管1311的出口沿乙炔炭黑的输送方向排列设置。例如，所述浸润水进料管131的出口端设置3-10个浸润水进料支管1311，所述浸润水进料支管1311的出口端沿所述第二耙齿造粒机130的物料输送方向排列设置。作为优选，相邻两个浸润水进料支管1311的出口端的间距相等。浸润水被分批喷入所述第二耙齿造粒机130中，即每一个所述浸润水进料支管1311的流量仅为浸润水总量的部分或少部分，从而防止大量的水在局部与粉状乙炔炭黑接触，形成粒状乙炔炭黑，导致浸润不均匀，影响浸润效果。
47.进一步地，所述浸润水进料支管1311上设置浸润水流量控制阀1312，通过浸润水流量控制阀1312，控制每一个所述浸润水进料支管1311喷入所述第二耙齿造粒机130内的浸润水的流量，从而保持浸润的均匀性。
48.在一些优选的实施方式中，为保持喷入所述第二耙齿造粒机130内的浸润水的温度的稳定，并能够按需调节浸润水的水温，所述浸润水进料管131上设置有第二加热器132及第二温度传感器133，所述第二温度传感器133用于检测浸润水的温度，所述第二加热器132根据所述第二温度传感器133反馈的浸润水的温度，调节输出功率。
49.作为优选，所述第二加热器132为电加热器，作业时，根据设定的浸润水的工艺温度，对第二加热器132的输出功率进行调整。例如，当所述第二温度传感器133检测并反馈的浸润水的温度大于设定的浸润水的工艺温度，则减小所述第二加热器132的输出功率，当所述第二温度传感器133检测并反馈的浸润水的温度小于设定的浸润水的工艺温度，则增大所述第二加热器132的输出功率。
50.在又一些实施方式中，所述第一耙齿造粒机110上设置有造粒水进料管111，所述造粒水进料管111用于向所述第一耙齿造粒机110内喷入造粒水。
51.所述造粒水进料管111上设置有第一加热器112及第一温度传感器113，所述第一温度传感器113用于检测造粒水的温度，所述第一加热器112根据所述第一温度传感器113反馈的浸润水的温度，调节输出功率。根据设定的造粒水的工艺温度，对第一加热器112的输出功率进行调整。例如，当所述第一温度传感器113检测并反馈的造粒水的温度大于设定的造粒水的工艺温度，则减小所述第一加热器112的输出功率，当所述第一温度传感器113
检测并反馈的浸润水的温度小于设定的浸润水的工艺温度，则增大所述第一加热器112的输出功率。采用温度较高的造粒水对浸润后的乙炔炭黑进行造粒，有利于进一步提高乙炔炭黑的亲水性能，提高粒状乙炔炭黑的粒径的均匀性。
52.进一步地，所述造粒水进料管111上设置造粒水流量控制阀1111，通过造粒水流量控制阀1111控制造粒水的流量，以保持造粒水和乙炔炭黑的配比，提高造粒乙炔炭黑的品质。
53.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。